Pt基納米材料的合成及其對甲醇電催化的研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池（DMFC）是質(zhì)子交換膜燃料電池的一種，它具有能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境友好等優(yōu)點，被認(rèn)為是最理想的可移動能源之一。目前為止，Pt和Pt基納米材料仍是最常用作直接甲醇燃料電池的陽極材料，但是由于Pt的成本太高，自然界儲存量較少，這使得直接甲醇燃料電池的商業(yè)化受到嚴(yán)重的阻礙。因此，研究一種新型的催化劑，既能降低貴金屬Pt的用量又能增強(qiáng)催化劑催化活性和穩(wěn)定性是迫切需要的。本文主要研究通過形貌控制合成均一的樹枝狀Pt、Pt

2、-Au納米催化劑以及凹形樹突狀PtCu合金催化劑對甲醇的電催化氧化性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過H2還原法成功合成具有均一結(jié)構(gòu)的Pt納米枝狀材料（Pt NDs），并用溶劑熱法成功在已合成的Pt NDs上接Au。用透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）和能譜（EDX）等方法對其進(jìn)行物理表征。用電化學(xué)方法測試它們對甲醇的氧化還原反應(yīng)的催化性能。結(jié)果表明，Pt NDs和Pt-Au NHs具有較高的電化學(xué)活性比表面積（EC

3、SA）和良好的甲醇氧化電化學(xué)性能。⑵通過水熱法成功合成凹形樹突狀PtCu納米催化劑。TEM觀察結(jié)果顯示PtCu納米催化劑平均粒徑為30 nm左右。根據(jù)XRD結(jié)果表明PtCu納米催化劑是一種面心立方結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的甲醇電催化氧化反應(yīng)的催化性能表明：凹形樹突狀Pt-Cu雙金屬納米晶體在電催化甲醇氧化的應(yīng)用中表現(xiàn)出非常高的活性和很強(qiáng)的抗有毒中間體作用；根據(jù)If/Ib的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，PtCu（2.76）納米材料比商業(yè)Pt/C催化劑（1.02）具有